DC-UPS：解决断电及停机问题的替代方案

断电及电源停机不但令人头疼，有时还会造成高昂代价。维持系统零停机可采取多种方法，比如增设备用电源。为此，可以 使用发电机，也可以加装不间断电源（Uninterruptible Power Supply, UPS）。UPS 的选择在很大程度上取决于系统的功率 要求。应选择一款经济实用的解决方案，而不是简单地将 AC-UPS 一装了之。如果这样，对于适用 DC 负载的中小型系统 来说，显得过于庞大也过于昂贵。这种情况下，加装 DC-UPS 才是用户简单有效且经济实惠的选择。

AC-UPS 系统图解

一款典型的 AC-UPS 系统如图 1 所示。图中显示的 AC-UPS 包含一个 AC-DC 转换器以及一个 DC-AC 逆变器。后者通过 电池而后连接带有负载的 AC-DC。

图 1. AC-UPS 基本原理图

不用说，这种设置过于复杂且效率不高。原因在 于，用于充电的 AC-DC 转换器以及用于 ACUPS 后半段转换的 DC-AC 逆变器会降低系统整 体效率，同时增加不必要的体积和成本。

DC-UPS 基本设计理念

DC-UPS 使用来自既有电源供应器（power supply unit, PSU）的充电电流。如图 2 原理图所示，DC-UPS 包含 AC-DC PSU + DC-UPS + 电池。AC-DC PSU 运行时，DC-UPS 使用来自 PSU 的充电电流，这种充电电流由 DC-UPS 内部控制， 最大电流 2A ± 1A。由此，电流由设定下的电流充电。

用户须明白，电池所需的充电电流包含在 PSU 总负载电流之内， 由此，负载可用电流等于最高电流（IO,Max）−充电电流（ICHARGE）。 举例来说，如果 PSU 的额定电流是 10A、充电电流是 2A （最大 值），那么负载可用电流为 10A − 2A = 8A。

一旦电池完全充电，且在 AC 电源失效或关闭时，电池供应负载所 需用电，供电时长取决于所用电池 AH（安培小时）容量。

台达 DC-UPS 产品概况

DRU-24V40ABN 系台达 DC-UPS 产品家族第一款机种。产品旨在为通用用途的 24VPSU 提供简便性、高效率及价格竞争力。产品采用高额定电流半导体开关， DC-UPS 可以支持高达 40A 的不间断电流，适合结合高容量（AH SLA）电池 （最大值 15AH）使用。台达 DRU-24V40ABN DC-UPS 还具备恒定电流（CC） 充电功能，免受干扰（EMI 抗扰），有助延长电池使用寿命，同时在充电模式下 无电磁噪音排放。

产品可以为单一 24V 或两个一组的 12V SLA 电池充电，也可以与所有电源供应 器一同使用，只要它们的输出电压可调至 28V，确保电池完全充电后行使备用电 源功能。所有台达 PSU（CliQ 系列）其输出电压可调节到 28V 的电源，都适合 搭配 DRU-24V40ABN 使用。

相比机械开关，DRU-24V40ABN 的半导体开关在缓冲模式（AC 关闭）下反应 要快得多。反应更快意味着从断电电源转换至电池供电速度更快，仅需几微妙 （理想状况下可达即时切换），从而营造更为可靠的不间断运行及无电弧的过程， 以确保电池产品寿命。图 3 显示的是产品外观。

图 3. DRU-24V40ABN 型台达 DC-UPS

台达 DRU-24V40ABN DC-UPS 信号、功能及连接性：

台达 DRU-24V40ABN DC-UPS 自带无源触点（继电器端子）及 LED 指示灯，为用户标示实时运行状态，包含充电及缓冲 期间。DRU-24V40ABN 隔离信号有助与外部电源系统隔离。图 4 标示了信号及 LED 指示灯状态。

信号线路图

4. DRU-24V40ABN 继电器信号及 LED 指示灯状态

*输出电流 3A 至 40A。

如何安装台达 DC-UPS

配置或连接 DRU-24V40ABN 至 PSU、电池或系统相当简便，且有多种连接选择，以下所示是其中两种简单方式

1. 连接单个 PSU 应用见图 5。

图 5. DRU-24V40ABN 连接单个 PSU 应用

2. 连接冗余 PSU 应用见图 6。

图 6. DRU-24V40ABN 连接冗余 PSU 应用

如前文所述，台达 DRU-24V40ABN DC-UPS 在 AC 打开状态下会对 SLA 电池进行充电，此时 PSU 输出电压调节至 28V （如果电压设置低于此数值，电池将无法充满）。当 AC 电源关闭或发生故障时，将切换至电池为负载供电。 DRU-24V40ABN 有电池低电压断开保护及防止电池深度放电的功能，进而延长电池使用寿命。

DRU-24V40ABN 具备大范围运行温度。-20°C 至 60°C 内无任何功率降额，涵盖 SLA 电池运行/应用温度范围 0°C 至 35°C。 台达 DC-UPS 可支持任何 SLA 电池生产商，没有操作上的取舍，也不需专门设计电解电容。DRU-24V40ABN 可靠性更为 长久。

7. DRU-24V40ABN 负载与环境温度比

台达 DC-UPS 应用范围

台达 DC-UPS 专门设计用于提供备用 DC 电源，适用于多种应用范围，包括典型应用如下：

• IT – 数据中心

• 工业 – 自动化进程、液压、气压、传感器

• 建筑自动化 – 家用自动化控制器、自动门、电梯、电动扶梯、采暖通风与空调

• 流程控制 – 环境监控（SCADA）, 远程终端设备（Remote Terminal Units, RTU）

• 安保 – 安保系统、门禁、警报系统

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